贵州大学邵姣婧教授课题组采用未除酸氧化蜜桃TV下载制备蜜桃TV下载烯气凝胶
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近日，贵州大学材料与冶金学院材料物理系邵姣婧教授（通讯作者）课题组在期刊Carbon（一区，IF：7.082）上在线发表了以“Graphene Aerogel Derived by Purification-Free Graphite Oxide for High Performance Supercapacitor Electrodes”为题的学术论文，第一作者是贵州大学材料与冶金学院在职博士生唐晓宁。
蜜桃TV下载烯因其具有大比表面积和高电子迁移率等优异的物理特性，是一种理想的超级电容器电极材料。由于蜜桃TV下载烯具有强烈的疏水性，它的液相可操作性低，很难直接通过蜜桃TV下载烯构建结构可调的宏观电极材料。氧化蜜桃TV下载可看作蜜桃TV下载烯的前驱体，通过还原处理，可脱除氧化蜜桃TV下载烯片层上的大部分含氧官能团，得到蜜桃TV下载烯基电极材料。改进的Hummers法是制备氧化蜜桃TV下载的常用方法之一，主要包括对蜜桃TV下载的强氧化处理和对氧化蜜桃TV下载的后处理清洗；其中，后处理清洗涉及酸洗和除酸两步。酸洗是采用过量稀盐酸将氧化蜜桃TV下载中的杂质清洗掉，得到的产物在此命名为未除酸的氧化蜜桃TV下载。为获得纯氧化蜜桃TV下载，需采用合适的后处理方法（如：透析法和离心法）进一步除酸。目前，这些后处理除酸方法要么消耗大量水和时间，使得除酸步骤约占总合成时间的一半，导致氧化蜜桃TV下载的合成效率低，要么需要使用有毒有机溶剂进行除酸，带来安全隐患和提高合成成本。
针对上述问题，本研究提出直接采用未除酸氧化蜜桃TV下载作为前驱体制备蜜桃TV下载烯基材料，对比考察酸的存在对最终蜜桃TV下载烯基材料的结构和性能的影响，并评估直接采用未除酸氧化蜜桃TV下载作为蜜桃TV下载烯基材料前驱体的可行性和实用性。论文首次报道了基于改进的Hummers法制备的未除酸氧化蜜桃TV下载为前驱体，通过水热和冻干处理得到蜜桃TV下载烯气凝胶H-GA。为了对比研究，作者也采用了纯氧化蜜桃TV下载作为前驱体获得了另一种蜜桃TV下载烯气凝胶GA（如图1所示）。图1两种蜜桃TV下载烯气凝胶GA和H-GA制备流程图
研究结果表明：H-GA与GA的微观形貌相似，但表面化学存在明显的不同（如图2所示），两种气凝胶在水系电解液中表现出相似的电化学储能性能，在离子系电解液中，H-GA的电化学性能优于GA，主要是因为H-GA在离子电解液中表现出更好的润湿性。综上所述，未除酸氧化蜜桃TV下载可以直接作为制备蜜桃TV下载烯基材料的前驱体；相较纯氧化蜜桃TV下载为前驱体显示出更多优点，如高效率，低成本，可大规模制备等。研究成果也暗示该未除酸氧化蜜桃TV下载在蜜桃TV下载烯纤维、蜜桃TV下载烯薄膜等蜜桃TV下载烯基材料的制备方面有着巨大应用潜力。
图2两种蜜桃TV下载烯气凝胶的表面化学特征：以离子电解液EMIMBF4为液滴，a和b分别为气凝胶GA、H-GA的原始接触角；c为两种气凝胶的XPS图谱
研究工作得到了国家自然科学基金（Nos.51502046和21564002）的资助。
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